ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМАЛЬДЕГИДА КАК ФАКТОРА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМАЛЬДЕГИДА КАК ФАКТОРА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ

Научный сотрудник И. В. Назаренко Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР

Как известно, формальдегид широко применяется в технике и встречается в составе сточных вод разнообразных производств, изготавливаю щих искусственные смолы и пластические массы, органические красители, фармацевтические препараты и др. Содержание его в отдельных промышленных стоках колеблется в пределах от 1 до 44 г/л (Е. Ф. Кононова, Е. Н. Колосов и соавторы И. Гельман и X. Хевкилейкин и др.). Поэтому формальдегид как источник промышленного загрязнения водоемов представляет значительный интерес. ,

Основываясь на литературных данных, можно было предполагать, что формальдегид при поступлении в водоемы может оказывать неблагоприятное воздействие .на процессы естественного самоочищения водоемов, а при попадании в организм с питьевой водой при определенных условиях отрицательно влиять на здоровье человека и животных. Однако в литературе нам не удалось найти данных о влиянии формальдегида на человека и животных при длительном введении в организм в малых дозах с питьевой водой, а также о влиянии его на санитарный режим водоемов и водные организмы.

Наша работа посвящена изучению этих вопросов с конечной целью дать рекомендации относительно предельно допустимой концентрации формальдегида в воде водоемов. В соответствии с методикой, рекомендованной постоянной комиссией Государственной санитарной инспекции СССР по установлению предельно допустимых концентраций вредных веществ в водоемах, в опытах на модельных водоемах определялась стабильность формальдегида в воде, исследовалось его влияние на органо-лептические свойства воды, на процессы биохимического потребления кислорода и нитрификацию и на некоторые водные организмы. Кроме того, были проведены длительные опыты на теплокровных животных по изучению токсических свойств формальдегида при хроническом поступлении его в организм с питьевой водой в малых дозах.

Результаты опытов по определению стабильности формальдегида в воде, приведенные в табл. 1, показывают, что при температуре около 20е формальдегид в концентрации 5 мг/л сохраняется в воде на протяжении 5 суток наблюдений. Скорость исчезновения его зависит от степени загрязнения воды.

Опыты по влиянию формальдегида на органолептические качества гюды показали, что он способен придавать воде несвойственный запах. Концентрация, при которой в воде определяется порог запаха формальдегида, лежит на уровне 20 мг/л.

Результаты двух из пяти серий опытов по влиянию формальдегида на процессы ВПК приведены в табл. 2. Опыты показывают, что в концентрациях до 100 мг/л формальдегид подвергается окислению под влиянием биохимических процессов с поглощением из воды растворенного кислорода. Однако при концентрациях от 80 до 100 мг/л формальдегид несколько задерживает эти процессы (на 1—3 суток). Полностью процессы ВПК

подавляются при концентрации 500 мг/л. На окисление 1 мг формальдегида расходуется до 1,07 мг растворенного кислорода.

О влиянии формальдегида на процессы нитрификации можно судить по рис. 1. Как видно из него, незначительное торможение этих процессов наблюдается при концентрации формальдегида 5 мг/л. Концентрация его 20 мг/л действует более резко, а 100 мг/л вызывает полное угнетение процессов нитрификации.

> Таблица!

Стабильность формальдегида в воде

л Условия опыта Количество формальдегида в воде (в мг/л)

исходное время наблюдения в сутках

1 2 3 4 5

Дистиллированная вода 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,4

Водопроводная вода . . 5 4,7 4,5 4 3,5 2,7

Водопроводная вода +

1 мл/л почвенной вы-

тяжки ...... 5 4,5 4,3 3,7 3 1.5

Водопроводная вода +

5 мл/л почвенной вы- Нет

тяжки ....... 5 4,3 3

Таблица 2

Влияние формальдегида на ВПК (в мг/л)

Концентрация формальдег нда в воде (в мг/л) Исходное содержание кислорода (в мг/л) Продолжительность наблюдений (в сутках)

1 2 3 4 5 15

3-я серия опытов

20 8,6 0,3 2,09 8,56 8,56 — —

100 8,08 0 0,15 5,85 8,04 — —

500 8,26 0,29 ' 0,39 — 0,47 0,47 0,55

Контроль 8,99 0,18 0,46 0,6 0,6 0,79- 2,13

4-я серия опытов

1 9,02 0,1 0,25 0,82 1,07 1,25 2,67

2 9 0,14 0,27 1,53 1,83 1,99 3,75

5 8,94 0,08 0,27 1,64 4,06 4,21 —

20 9,02 0,53 0,62 1,72 8,94 8,96 —

500 8,12 0,18 0,18 0,04 8,08 0,23 0,25

Контроль 9,1 0,16 0,24 0,33 0,37 0,45 1.47

В соответствии с Н 101-54 пятисуточное ВПК в воде водоемов 1-й категории не должно превышать 2, мг/л, в воде водоемов 2-й категории — 4 мг/л. Вследствие способности формальдегида при своем окислении поглощать из воды растворенный кислород в количестве до 1,07 мг на 1 мг вещества его концентрация в воде водоемов 1-й категории по этому признаку не должна превышать 1,9 мг/л, 2-й категории — 3,7 мг/л, если не считать ВПК воды водоема до поступления в него сточных вод, содержащих формальдегид.

При изучении влияния малых доз формальдегида на организм теплокровных животных учитывалось количество выпиваемой ими воды и про-

водились наблюдения за изменением их веса в процессе роста, за общим состоянием и поведением. В конце экспериментального периода часть животных была забита для патологоанатомического вскрытия с последующим гистологическим исследбванием их органов.

В опыт было взято 40 белых крыс в возрасте 2 недель с первоначальным весом 45—60 г. Крысы при помощи поилок получали формальдегид с питьевой водой в концентрациях 1,5 и 20 мг/л. Одна группа оставалась контрольной и получала водопроводную воду.

Сутли мвЛг&йелай

Аомт/ти Ш*гг//>-----$лгг//г

Рис. ! Влияние формальдегида на процессы нит рификации.

Результаты наших опытов указывают, что вес всех подопытных крыс равномерно нарастал.. Отдельные его отклонения в ту или другую сторону по сравнению с показателями контрольной группы животных не носили закономерного характера и не могут быть поставлены в связь с действием формальдегида.

По истечении 11 недель, когда рост животных практически почти прекратился, от каждой группы было отобрано по 2 крысы для патологоанатомического вскрытия и гистологического исследования их органов. Для остальных животных концентрация формальдегида в воде была повышена до 100 мг/л, что в пересчете на дозы испытанного вещества составлял« для самцов 4,04—4,24 и для самок—3,62—3,86 мг на 1 кг веса животных

Наши наблюдения показали, что подопытные животные пили воду с концентрацией формальдегида в 100 мг/л так же охотно, как контрольные животные пили водопроводную воду. Вес, поведение и внешний вид подопытных животных не отличались от веса, поведения и внешнего вида контрольных животных. При гистологическом исследовании органов крыс, получавших формальдегид в концентрации 100 мг/л, у 5 из 8 вскрытых подопытных животных были обнаружены некоторые патологические изменения в печени и селезенке, отсутствовавшие, в органах контрольных крыс.

Гистологические исследования органов животных, получавших формальдегид в концентрациях 1,5 и 20 мг/л или соответственно 0,056—0,058. 0,37—0,41 и 1,14—1,35 мг на 1 кг веса животных, не показали каких-либо изменений в их органах по сравнению с контрольными животными.

Заключительным этапом работы явились опыты по изучению влияния формальдегида на условнорефлекторную деятельность белых крыс. В работе использовалась двигательно-пищевая методика, предложенная для мелких животных проф. Л. И. Котляревским.

В опыт было взято 10 животных, у которых был выработан определенный стереотип условных рефлексов. Перед затравкой в течение 8—10 опытных сеансов у животных изучалось исходное состояние условнореф лекторной деятельности для сравнения с изменениями, которые могли наступить у них в результате действия формальдегида. Таким приемом, на пример, пользовались Л. И. Котляревский, Л. С. Горшелева и Л. Е. Хо зак в опытах по исследованию влияния рентгеновых лучей на высшую нервную деятельность белых крыс.

Пять из подопытных животных в течение всего периода наблюдений получали воду с концентрацией формальдегида 0,5 мг/л: 3 крысы вначале получали 0,5, а затем 5 мг/л; 2 крысы в течение длительного времени получали водопроводную воду, но позднее одна крыса стала получать воду с концентрацией 5 мг/л, вторая — с концентрацией 20 мг/л. Опыты продолжались 71 —118 суток

Для удобства наблюдения за динамикой развития изменений услов-норефлекторной деятельности подопытных животных в зависимости от продолжительности опытов каждый период опыта, в течение которого животные получали ту или иную концентрацию формальдегида, условно разбивался на две-три равные части по 10—12 сеансов в каждой.

Результаты опытов в усредненном виде представлены на рис. 2 и 3. На этих рисунках приведены только те показатели, по которым можнс было отметить те или иные изменения условнорефлекторной деятельности животных.

Как можно видеть из этих рисунков, в опытах не выявлено четкого влияния формальдегида на условнорефлекторную деятельность животных Из 8 животных, получавших формальдегид в концентрации 0,5 мг/л (кры сы № 1, 2, 7, 11, 14, 6, 8 и 19), у 5 (крысы № 6, 8, 11, 14 и 19) наблюдалась слабая реакция в ответ на введение в организм формальдегида. У 3 крыс наступ-или более или менее отчетливые изменения (крысы № 1,2 и 7), не и то не по всем, а только по отдельным показателям.

Нарушения касались в основном величины латентного периода (кры-cpi № 2 и 7 и отчасти № 1 и 19), главным образом на слабый раздражитель (свет). У некоторых крыс участились случаи выпадения условных рефлексов (у крысы № 1 и 2 и в менее выраженной степени у крыс № 7 и 8) и появились фазовые состояния (у крыс № 1 и 2 и первое время у крыс № 11 и 19). Величина двигательной реакции у всех животных не менялась до конца опыта, дифференцировочное торможение нарушалось в несколько большем проценте случаев только у одной крысы (№ 8).

При концентрации формальдегида 5 мг/л у 2 из 4 крыс (№ 6 и 19) нельзя отметить ухудшения условных рефлексов по сравнению с преды-

' Следовало здесь и далее вести расчет в дозах на 1 кг веса животного. Р е л

/а/77£,#/7?//г>/гИ лерг/од /Г/М/са А/ Лрб/са /У2

Ы1 !У

I2

о

Ярб/са л/7

0.5 О 0,5 0,5 О 45 0,5

/Гцентра у и я формамдегг/да 0 ¿еде (Я лгг/л)

Лрыса /V// /грысе /у/4-

0.5

и1

о

1*1

Л Л Л Л

0 ¿7,5 0,5 0,5 О 0,5 0,5 0.5

/(онцентрацо/г формам ¿егг/Ой О ¿оде (5 л* г//?)

С0С/770Я//ХР

т-

60-

20-0

'А

/Грыса л//

100-1 '/а

/грыса л2

, г-1 гш ГШ

50

20-0

Ж-,%

Яр&еа л 7

гьШ

п

ео-

го-о

ИпПЙПпПп

0,5 0,5 О 0,5 0,5 О 0,5 0,5

/Гонцентраг/яя фермам дегг/¿а 3 ¿еде (д лгг/у?)

Ярыга /У// Лрй/са /У/6

!0О-\ "/о /00-, %

0,5

60

го-о

ШТЬп г-шШ Пттви ГЬт

бо-

го о

НШя пп.,И оиВ

0 0,5 0,5 0,5' О

Хощентрауг/// фермамдегг/да

¿/глоЯ/УА/Х ро/рре/гсаЯ

0,5 0,5 0,5 О ¿оде /# мг/^

/00 л 60-

20-

0

ЛрмгяЛУ/

м

/00-х'/о

60-

20-0

лрл/га /У 2

ЯрА/вС .У7

-О.

/00

00

20 о

05 0,5 О 0,5 0,5 О 0,5 0,5 0,5

/Гонцеятрауг/я формамдегг/да О ¿еде (0 ме/у?)

лрыга /У// /грыса /У 74

/00 Л

/00

60

20 О

Л

-О.

60-

20-0

О 0,5 0,5 0,5 О 0,5 05 0.5

/Гощем/ярауг/// фермамдегг/да £ ¿од/? (0 мг/л]

Ш Здене/г I 1 7/раем/её c¿e/77 ЭПШ Урабл/г/лгмма/г фаза

Т/ар/ге/яя'/ес/га// фаза. 77ара/70/геам//а,? фаза

Рис. 2. Влияние формальдегида на услпвнорефлекторную деятель ность белых крыс.

® 3

г-

: /

- О

А//6/СО. /У5

период

Х/7В/СО. /У£

4 л

V £

О

О 0,5 5,0 5,0 Ааще/г/лраугг* ра/?А/ам5ега5а 5 лгг//?)

Хрыса л/5

иМ| ШимА Шллл

(7 <7 $¿7 О 0,5 5.0 5,0 О 0,5 5,17 5,6

V %г

%1 ^ О

лрй/са /У/5

£ЛШ

Л/7й/са ///5

I*

м

¿7 20, ¿7

О 5,5 5,0 5,5 /Гмце*шрау&я /ра/?/>/ашдега<7а 5

Фязо8б/е С&С/770Я//1/Я

/оо во

20-о

'/о

Л/шса Л>5

J ИЙтт-ч ГкП ПпШ.

/оо-

50

Л/7й/са /У£

П И I Н|1И

60-

20-О

А/74/са .УЗ

ПпПп гШ пЛ_

55

О 5,0 О 0,5 5,6 5,0 О 0,5 5,0

/Гот/цеятрацая ф5/5лгауп#ег1/&а 5 ЗаЗе (5л/г/уг)

Х/7б/са /У/5

/00

50

20 о

#

I мпг/н П-И-

60

20-0

Л

95

''О О

Л/76/5Д /У5

% /00-

60-

-П шЛ 20-а

О 0,5 5.0 5,5 5 20,0

/Гощем/я/гаг/г/я фарл^амЗегг/За 5 ЗоЗе (3

¿/¿¿¿/¿//А/З: яе/р/ге/гся^ А/7Мга Л.0 /г/7й/?а /уз

П , п

юо \%

50 -

О О 5,0

О 0,5 5,5 5,0

20-0

I П вГ\

0 0,5 5,0 5,5

/00 \'/а ВО

го-0

/грыса /У/&

шг-1 —П

/00-

60-

20-0

Л/7ыса/У/<?

л

О 0,5 5,0 5,0 0 25,0

Хощея/црауг/я ре/7маугг>/?егада 3 ЗоЗе (3 ■*.ге/я)

ЗЗояея I I /Г/>асю/й сЗет I п //ар/готиуес/гггя фаза. У/7а35&/яем//ггя фаза уятя /7а/7аЗа/гсам#а/г фазг

1/маг///г//а/7а0алсам//ая фаза.

Рис. 3. Влияние формальдегида на условнорефлекторную деятель ность белых крыс.

дущим и контрольным периодом, у 2 других (№ 5 и 8) наблюдалось некоторое нарастание фазовых явлений, а у одной из них (№ 8) к концу опыта отмечалось ухудшение и по другим показателям условнорефлектор-ной деятельности, приведенным на рисунке.

С течением времени у большинства животных, не только получавших формальдегид в концентрации 0,5 мг/л (крысы № 7, 11 и 14), но даже у тех, для которых концентрация была повышена до 5 мг/л (крысы № 6 и 19), условнорефлекторная деятельность по основным показателям заметно улучшается.

Оценивая результаты проведенных экспериментальных исследований по влиянию формальдегида на условнорефлекторную деятельность животных, можно сказать, что формальдегид в концентрации 0,5 мг/л, по-видимому, может оказывать слабое влияние на их высшую нервную деятельность. О слабом влиянии свидетельствуют незначительные изменения условных рефлексов у большинства подопытных животных, а также отсутствие первое время более выраженных изменений у животных, получавших формальдегид в концентрации 5 мг/л, по сравнению с животными, получавшими концентрацию 0,5 мг/л.

В пользу слабого и обратимого характера действия формальдегида свидетельствует также то, что у большинства животных условнорефлекторная деятельность с течением времени улучшалась и нормализовалась.

Все приведенные материалы дают основание предполагать, что формальдегид в концентрации 0,5 мг/л, поступающий с питьевой водой в организм в течение длительного времени, не будет оказывать какого-либо неблагоприятного влияния на животных.

При решении вопроса о предельно допустимой концентрации формальдегида в воде водоемов, кроме того, учитывалась законодательная норма о количественном содержании формальдегида в воздухе промышленных предприятий.

При концентрации формальдегида в воде 0,5 мг/л в организм человека в сутки может поступить с питьевой водой до 1,25—1,5 г^г этого вещества. Эта доза в 5—6 раз ниже той, которая допускается как безвредная в производственных условиях, что служит известной гарантией ее безвредности, особенно если учесть, что, как правило, вредные вещества при попадании через желудочно-кишечный тракт оказывают более слабое действие на организм, чем при попадании в той же дозе через дыхательные пути.

Кроме того, литературные данные и наши исследования свидетельствуют о том, что формальдегид не оказывает вредного действия уа теплокровных животных (рост и физическое развитие, общее состояние, гистологическое строение органов) не только в указанных, но и в значительно больших концентрациях и дозах (по нашим данным, 20 мг/л в хроническом санитарно-токсикологическом опыте).

Основываясь на приведенных выше данных, мы считаем возможным рекомендовать концентрацию формальдегида 0,5 мг/л в качестве предельно допустимой для воды водоемов.

ЛИТЕРАТУРА

Кононова Е. Ф. В кн.: Производственные сточные воды. М., 1952, ». 3, стр. 177—203.— К отл я реве кий Л. И., Гор шел ев а Л. С. и Хозак Л. Е. Мед. радиол., 1956, т. 1, № 3, стр. 11 —19.—Ста сен ков В. К. О токсическом действии слабых растворов формальдегида. Дисс. СПБ., 1904. — Gellman Isaiah а. Hcukelekian Н. Sewage and Industrial Wastes, 1950. Ocotber, v. 22, N. 10 p. 1321 — 1325.

Поступила 10/X 1966 г

HYGIENIC EVALUATION OF FORMALDEHYDE AS A FACTOR OF POLLUTION

OF RESERVOIRS

I. V. Nazarenko

In the present work the maximum permissible concentration of formaldehyde in the water of reservoirs was evaluated. The effect of formaldehyde on the sanitary regi men of reservoirs, the organoleptic qualities oi the water and on warm-blooded animals was studied in a chronic sanitary-toxicologic experiment.

In accordance with the obtained data, the author recommends to limit th< concentration of formaldehyde in the water of reservoirs to values not above 0.5 mg/I This concentration restricts formaldehyde's aptitude to influence the conditioned reflex activity of warm-blooded animals.

¿1 ¿1 <!

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ

ВЕНТИЛЯЦИИ

Доктор технических наук В. В. Батурин Из Института охраны труда ВЦСПС

Метеорологические условия в рабочей зоне производственных помещений, а также концентрации газов являются в значительной степени производными мощности и расположения источников (тепла и пр.), объема и формы помещений и многих других факторов, равно как и самой организации воздухообмена. Вследствие большой сложности этих явлений, представляющих комплекс аэродинамических, тепловых и диффузионных процессов, аналитическое решение вопросов вентиляции представляет большие, часто непреодолимые трудности. Подобное расчетное решение, проводимое на базе фундаментальных уравнений физики, требует введения таких упрощающих допущений, которые сильно снижают практическую ценность полученных результатов и вынуждают обращаться к эксперименту. Экспериментальные же исследования, проводимые в натуре над осуществленными установками, при всей их ценности не позволяют все же закономерно распространять полученные данные на другие объекты.

При решении задач вентиляции плодотворным явился метод аэроди намического и теплового моделирования, основанный да теории подобия. С его помощью можно установить роль каждого из факторов, влияющих па тепловые и аэродинамические процессы в здании, например высоты помещения, размещения оборудования, той или иной организации воздухообмена и т. д., что сделать в натурных производственных условиях не всегда представляется возможным. Вместе с тем этот метод дает воз- ' можность определить параметры воздуха в любой точке помещения. Одна возможность путем подкрашивания сделать воздушные потоки видимыми может установить многие явления, которые чрезвычайно трудно или даже невозможно предусмотреть умозрительными рассуждениями Кроме того, моделирование обычно не требует больших затрат средств и времени. За экспериментами в производственных условиях остается проверка достоверности моделирования.

Для организации воздухообмена имеют большое значение вопросы распространения п циркуляции вентиляционных струй, тепловых струй к струй, распространяющихся в потоке воздуха. Большое значение для теории и техники вентиляции имели экспериментальные и теоретические работы по аэродинамике свободной струи. На базе их были разработаны способы расчета и конструирования воздушных душей, воздушных завес.